Toward a Multiscale Description of Microvascular Flow Regulation: O2-Dependent Release of ATP from Human Erythrocytes and the Distribution of ATP in Capillary Networks
Notice bibliographique
Résumé
Integration of the numerous mechanisms that have been suggested to contribute to optimization of O(2) supply to meet O(2) need in skeletal muscle requires a systems biology approach which permits quantification of these physiological processes over a wide range of length scales. Here we describe two individual computational models based on in vivo and in vitro studies which, when incorporated into a single robust multiscale model, will provide information on the role of erythrocyte-released ATP in perfusion distribution in skeletal muscle under both physiological and pathophysiological conditions. Healthy human erythrocytes exposed to low O(2) tension release ATP via a well characterized signaling pathway requiring activation of the G-protein, Gi, and adenylyl cyclase leading to increases in cAMP. This cAMP then activates PKA and subsequently CFTR culminating in ATP release via pannexin 1. A critical control point in this pathway is the level of cAMP which is regulated by pathway-specific phosphodiesterases. Using time constants (~100 ms) that are consistent with measured erythrocyte ATP release, we have constructed a dynamic model of this pathway. The model predicts levels of ATP release consistent with measurements obtained over a wide range of hemoglobin O(2) saturations (sO(2)). The model further predicts how insulin, at concentrations found in pre-diabetes, enhances the activity of PDE3 and reduces intracellular cAMP levels leading to decreased low O(2)-induced ATP release from erythrocytes. The second model, which couples O(2) and ATP transport in capillary networks, shows how intravascular ATP and the resulting conducted vasodilation are affected by local sO(2), convection and ATP degradation. This model also predicts network-level effects of decreased ATP release resulting from elevated insulin levels. Taken together, these models lay the groundwork for investigating the systems biology of the regulation of microvascular perfusion distribution by erythrocyte-derived ATP.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».